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후륜 토션빔 서스펜션에 대한 구조해석에 의한 융합연구
A Convergence Study by Structural Analysis on Torsion Beam Suspension of Rear Wheel 원문보기

한국융합학회논문지 = Journal of the Korea Convergence Society, v.10 no.9, 2019년, pp.187 - 192  

최계광 (공주대학교 금형설계공학과) ,  조재웅 (공주대학교 기계자동차공학부)

초록
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본 연구에서는 토션빔 후륜 서스펜션의 형상에 따른 구조 및 피로 해석을 하였다. 실제 토션빔 서스펜션의 형상과 비슷한 3종류의 모델들을 해석하여 어떤 것이 강도상에서 가장 좋은 지를 알아본다. 토션빔 서스펜션의 모델들은 CATIA프로그램을 통하여 Model A, B, C 3종류로 설계하였고 ANSYS 프로그램을 이용하여 구조 및 피로 해석의 결과들을 얻었으며, 어떤 Model이 다른 모델에 비해 더 나은 구조적 형상인지 확인한다. 해석 결과에 따르면 변형은 주로 가운데 부분에서 가장 크게 발생하며 Total deformation의 경우 Model B가 model A, C 에 비하여 변형이 가장 적었다. 마찬가지로 Equivalent stress에서도 Model B가 가장 작은 값이 나타난 것으로 보아 Model B가 가장 강도적인 면에서 가장 좋은 것으로 판단되었으며, 후륜 토션빔 서스펜션 설계 시에 디자인 예술과 융합하는 것이 가장 효율적이라고 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the structural and fatigue analyses were carried out according to the configuration of rear wheel suspension of torsion beam. Three types of models similar to the actual torsional beam suspension are analyzed and we will find out which one is best on strength. The models of torsion be...

주제어

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문제 정의

  • 토션 빔 후륜 현가장치의 경우에는 좌우 바퀴가 빔(Beam) 하나로 연결되어 있어서 비틀림(Torsion)에 의해 노면으로부터의 충격을 완화시켜주는 역할을 수행하는데, 빔의 형상이나 받는 힘(Force)에 따라 나타나는 운동이 다르고 차량이 움직이는 동안에 꾸준히 비틀림을 받음으로서 차량의 무게 등 여러 요인에 적합한 안정적인 토션 빔의 구조설계가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 토션 빔 서스펜션의 구조해석을 통하여 토션 빔 서스펜션의 피로 내구성을 파악하였다[1-9]. 또한 해석 결과를 통하여 설계에 적용하였을 때 실제적으로 실험을 하지 않고도 예측되는 결과를 검증할 수가 있어서 본 논문의 해석 결과를 유용하게 사용할 수 있다고 사료된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
각 현가장치의 설계가 신중하게 고려되야하는 이유는 무엇인가? 현가장치의 각 방식마다 장단점이 존재하는데 토션 빔 현가장치의 경우 구조적 단순함과 경제성의 이유로 주로 중·소형 차량에 적용되고 있다. 현가장치는 차체의 움직임에 매우 중요한 역할을 수행하므로 이곳에 문제가 발생하게 된다면 차량의 무게 밸런스가 무너지게 되고 정상적인 주행이 불가능해지며 조향능력을 상실하여 사고로 연결될 수 있다. 이에 따라 각 현가장치의 설계는 신중하게 고려되어야 한다.
현가장치란 무엇인가? 차량의 엔진성능이 점점 발전해 감에 따라서 일반적인 차량들 사이에서도 점점 고출력 차량들의 등장이 많아지고 그에 상응하는 주행성능 역시 점점 좋아지고 있는 추세이다. 차량의 주행성능, 승차감 등의 요소를 결정짓는 중요한 요소 중의 하나인 현가장치는 차량의 바퀴와 차체 사이에서 차량이 주행 중 노면에 의하여 발생되는 충격을 완화시켜 주행안정성과 차량 탑승객의 안락한 이동을 돕는 역할을 수행한다. 자동차의 현가장치는 전륜에 주로 쓰이는 방식들과 후륜에 주로 쓰이는 방식들로 나뉘는데 일반적인 승용차의 경우 맥퍼슨스트럿(MacPherson strut suspension)방식, 더블위시본(Double wishbone spension)방식 등이 전륜에 주로 쓰이며 후륜에는 멀티링크(Multi-link suspension), 토션 빔(Torsion beam suspension)이 주로 사용되며 상용차에는 큰 무게지탱을 위하여 판스프링이나 리지드 액슬 서스펜션(Rigid axle suspension)방식이 적용된다.
자동차의 현가장치는 어떻게 구분하는가? 차량의 주행성능, 승차감 등의 요소를 결정짓는 중요한 요소 중의 하나인 현가장치는 차량의 바퀴와 차체 사이에서 차량이 주행 중 노면에 의하여 발생되는 충격을 완화시켜 주행안정성과 차량 탑승객의 안락한 이동을 돕는 역할을 수행한다. 자동차의 현가장치는 전륜에 주로 쓰이는 방식들과 후륜에 주로 쓰이는 방식들로 나뉘는데 일반적인 승용차의 경우 맥퍼슨스트럿(MacPherson strut suspension)방식, 더블위시본(Double wishbone spension)방식 등이 전륜에 주로 쓰이며 후륜에는 멀티링크(Multi-link suspension), 토션 빔(Torsion beam suspension)이 주로 사용되며 상용차에는 큰 무게지탱을 위하여 판스프링이나 리지드 액슬 서스펜션(Rigid axle suspension)방식이 적용된다. 이처럼 현가장치는 여러 종류로 나누어져 있으며, 차량의 특성 및 쓰임새에 따라서 그에 적합한 방식의 현가장치가 차량에 적용된다.
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